Предотвращение сварочных напряжений и деформаций являет­ся сложной задачей. Мероприятия по снижению их моїуг осущес­твляться на разных стадиях создания сварных конструкций: до сварки — на стадии проектирования самой конструкции и разра­ботки технологического процесса ее изготовления, во время выпол­нения сварюі соединений и после выполнения сварочных работ.

На первой стадии очень много в этом вопросе зависит от выбора наиболее рациональных конструктивных и технологических решений. В процессе конструирования сварных конструкций необ­ходимо стремиться к уменьшению расчетных количеств наплавля­емого электродного и расплавляемого основного металлов и соответственно снижению тепловложения при сварке за счет умень­шения сечений сварных швов и их количества в конструкции, не V 67

допускать в конструкциях чрезмерных скоплений и пересечений сварных швов, особенно на участках с максимальным воздействием прикладываемых нагружений; использовать симметричное распо­ложение сварных соединений относительно общего центра тяжести изделия с целью взаимного уравновешивания возникающих изгибающих моментов; рационально выбирать тип сварных соединений, отдавая преимущество стыковым соединениям.

В процессе выполнения сварочных работ большое значение имеет выбор рациональной последовательности выполнения сварных соединений в конструкции, при этом следует стремиться к достижению взаимоуравновешивания возможных деформаций от последовательно выполняемых швов, а замыкающие соединения, создающие жесткий контур в изделии, сваривать в последнюю очередь. Каждый последующий валик при многослойной сварке рекомендуется выполнять в направлении, обратном предыдущему. При ручной и механизированной сварке швы большой протяжен­ности рекомендуется выполнять в обратноступенчатом порядке. Рекомендуется закреплять узлы в жестких приспособлениях, а выполнение сварки осуществлять на режимах с меньшими зна­чениями погонной энергии, в некоторых случаях применяют пред­варительную деформацию кромок свариваемых заготовок, обрат­ную по знаку ожидаемым сварочным деформациям; предваритель­ный или сопутствующий подогрев, особенно для материалов, склонных к закалке.

После сварки для снятия сварочных напряжений применяют термическую операцию отпуска. Отпуск после сварки является наиболее эффективным способом уменьшения остаточных напря­жений и одновременно позволяет улучшить пластические свойства сварных соединений. Отпуск может быть общим, при котором нагревается все изделие, и местным, когда нагреву подвергают лишь часть его в зоне сварного соединения. Преимущество общего отпус­ка состоит в том, что снижение напряжений происходит во всей сварной конструкции независимо от ее сложности. Наиболее часто применяют высокий отпуск при температуре нагрева 550—680°С. Операция отпуска выполняется в три стадии: наїрев, выдержка при температуре отпуска и охлаждение. Выдержка обычно составляет 2-—4 ч, после чего производится естественное охлаждение на воз­духе. Местный отпуск применяют для снятия остаточных напря­жений и восстановления пластических свойств в зоне сварных соединений.

Для снятия остаточных напряжений используют также механические способы обработки после сварки — проковку, про­катку, вибрацию, обработку взрывом и др., основанные на создании пластической деформации металла сварных соединений, приводящих к снижению растягивающих остаточных напряжений.

В тех случаях, когда не удается предупредить возникновение остаточных деформаций и они выходят за пределы допустимых, их устранения добиваются искусственным путем с помощью операции правки. В зависимости от конструкции изделия, величины дефор­мации, типа материала и его термического состояния используют гри основных вида правки: холодную с применением статических или динамических нагружений, с местным нагревом, с общим нагревом.

Первый вид является наиболее простым. Он основан на растя­жении сжатых участков деформированного металла. В зависимости от конструкции, нида и величины деформации холодную правку можно выполнять различными способами. Наиболее простой — проковка сжатой части изделия. Ее применяют для сравнительно небольших изделий из тонколистовых материалов. Таким же обра­зом удается устранять выпучины в листовых деталях, производя проковку с краев детали и перемещаясь к ее центру. Наиболее часто холодную правку производят с приложением статических, безудар­ных нагрузок. Для этой же цели используют ручные прессы, чаще винтовые, специальные правочные приспособления, стальные пуансоны для обжатия на механизированных прессах, а также прокатку на трехвалковых станах или растяжение на специальных станках. Для тел вращения из тонколистовых материалов могуч' применяться обкатка стальными роликами или калибровка на разжимных оправках (рис. 7.4).

Правка с местным нагревом основана на развитии пластического деформирования сжатием растянутых участков кон­струкции. При правке этим методом обычно нагревают растянутую часть деформированной детали. Нагрев производят в отдельных

частках (рис. 7.5). При этом расширению ме­талла препятствуют окружающие его холод­ные части детали. В этих участках металл испытывает пластичес­кую деформацию сжа­тия и укорочение растянутых волокон металла. При последу­

ющем охлаждении эти участки, сокращаясь, выпрямляют изделие. При правке выпучин листовых деталей нагревают выпуклую часть в отдельных точках в шахматном порядке. Каждый нагретый участок стремится расшириться, но за счет противодействия со стороны окружающего холодного металла в нем возникают пластические деформации сжатия. После охлаждения диаметр нагреваемой ок­ружности уменьшается, что и приводит к исчезновению выпучины. Нагрев можно производить газовой горелкой, электрической дугой, угольным электродом, на машинах для точечной сварки. Правка убыстряется при сочетании местного нагрева с приложением статических нагрузок при использовании специальных правочных приспособлс ний.

Правку с общим нагревом производят также в специаль­ных правочных приспособлениях, в которых конструкция фиксируется в нужном положении с предварительным натягом. Затем приспособление с изделием загружается в печь и подвергается общему нагреву. Нагретый металл пластически деформируется в приспособлении и при последующем охлаждении сохраняет приданную ему форму. Такую правку можно сочетать с операцией общей термической обработки конструкции. Однако этот метод требует применения дорогостоящих приспособлений из дефицитных материалов.

Необходимо отметить, что правка является операцией нежела­тельной в технологическом процессе. Необходимо стремиться за счет тщательного анализа всех стадий изготовления конструкций заранее предусмотреть в технологическом процессе мероприятия, позволяющие исключить или свести к минимуму возможность проявления остаточных деформаций в сварных изделиях.